(57)【要約】    【課題】  第１の電極３１と第２の電極３２の間に単色の発光層３３が設けられ、発光層３３から発光された光を反射して第２の電極３２から出射させるための反射層３４が第１の電極３１側に設けられた有機エレクトロルミネッセント素子において、視野角による色相の変化を低減する。    【解決手段】  発光位置３３ａから反射層３１までの光学距離をＬ1とし、第２の電極３２側の素子端部の反射界面から反射層３４までの光学距離をＬ2とし、取り出したい出射光の波長域の中心波長をλとしたとき、Ｌ1を波長λの光が干渉により強めあう光学距離とし、Ｌ2を波長λの光が干渉により弱めあう光学距離とすることを特徴としている。【選択図】      図１
2006244713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と第２の電極の間に単色の発光層が設けられ、前記発光層から発光された光を反射して前記第２の電極から出射させるための反射層が前記第１の電極側に設けられた有機エレクトロルミネッセント素子において、
前記発光層による発光位置から前記反射層までの光学距離をＬ1とし、前記第２の電極側の素子端部の反射界面から前記反射層までの光学距離をＬ2とし、取り出したい出射光の波長域の中心波長をλとしたとき、Ｌ1を波長λの光が干渉により強めあう光学距離とし、Ｌ2を波長λの光が干渉により弱めあう光学距離とすることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項２】
Ｌ1及びＬ2が以下の式（１）〜（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
２Ｌ1−λ1φ1／２π＝ｍλ1  …（１）
２Ｌ2−λ2（φ1＋φ2）／２π＝（ｎ＋１／２）λ2  …（２）
λf−３０＜λ＜λf＋８０  …（３）
λ−１５＜λ1＜λ＋１５  …（４）
λ−１５＜λ2＜λ＋１５  …（５）
（λの単位ｎｍ）
ｍ及びｎ：自然数
Ｌ1：発光位置から反射層までの光学距離
Ｌ2：素子端部の反射界面から反射層までの光学距離
λf：発光層の蛍光ピーク波長
φ1：光が反射層で反射する際の位相変化
φ2：光が素子端部の反射界面で反射する際の位相変化
【請求項３】
前記発光層と前記第２の電極の間に厚さ５ｎｍ以下の金属層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項４】
前記素子端部の反射界面の外側が、空気層、樹脂層、またはガラス層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子。
【請求項５】
陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を前記有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板と、該アクティブマトリックス駆動基板と対向して設けられる透明な封止基板とを備え、前記有機エレクトロルミネッセント素子を前記アクティブマトリックス駆動基板と前記封止基板の間に配置し、前記陰極及び前記陽極のうち前記封止基板側に設けられる電極を透明電極としたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、
前記有機エレクトロルミネッセント素子が、請求項１〜４のいずれか１項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント表示装置。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセント素子と前記封止基板との間に、カラーフィルターが配置されていることを特徴とする請求項５に記載の有機エレクトロルミネッセント表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセント素子に関するものであり、詳細には、第１の電極と第２の電極の間に単色の発光層が設けられ、発光層から発光された光を反射して第２の電極から出射するための反射層が第１の電極側に設けられた有機エレクトロルミネッセント素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセント素子（有機ＥＬ素子）は、一般に数十〜数百ｎｍ程度の厚みの発光層を含む有機層を、反射性電極と透光性電極で挟んだ構造を有している。このような有機ＥＬ素子において、発光層で発光された光は、素子構造中で干渉し外部に取り出される。従来より、このような干渉を利用し発光効率を上げようという試みがなされている。
【０００３】
特許文献１においては、発光層から透光性電極の方向に発せられた光と、反射性電極の方向に発せられた光との干渉を利用し、発光位置から反射層までの距離を発光波長が共振するように設定することにより発光効率を高めることが提案されている。
【０００４】
特許文献２においては、透光性電極と基板の界面での反射も考慮し、発光位置から反射性電極までの距離と、発光位置から透光性電極と基板の界面までの距離の両方を規定している。
【０００５】
特許文献３においては、光が透光性電極と反射性電極の間で多重反射することにより起こる干渉を利用し、透光性電極と反射性電極の間の膜厚を望みの波長が共振するよう設定することにより発光効率を高めている。
【０００６】
上記の従来の技術においては、いずれも発光効率を高めるため発光された光の干渉を利用するものである。
【０００７】
ところで、有機ＥＬ素子から出射された光においては、視野角により色相の変化が生じるという問題があった。このような視野角による色相の変化を低減するため、発光された光の干渉を利用することについては従来検討されていない。
【特許文献１】特開２００２−２８９３５８号公報
【特許文献２】特開２０００−２４３５７３号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ０１／０３９５５４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、視野角による色相の変化を低減することができる有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、第１の電極と第２の電極の間に単色の発光層が設けられ、発光層から発光された光を反射して第２の電極から出射させるための反射層が第１の電極側に設けられた有機ＥＬ素子であり、発光層による発光位置から反射層までの光学距離をＬ1とし、第２の電極側の素子端部の反射界面から反射層までの光学距離をＬ2とし、取り出したい出射光の波長域の中心波長をλとしたとき、Ｌ1を波長λの光が干渉により強めあう光学距離とし、Ｌ2を波長λの光が干渉により弱めあう光学距離とすることを特徴としている。
【００１０】
本発明によれば、発光層による発光位置から反射層までの光学距離Ｌ1を、取り出したい出射光の波長域の中心波長λの光が干渉により強めあう光学距離とし、第２の電極側の素子端部の反射界面から反射層までの光学距離Ｌ2を、波長λの光が干渉により弱めあう光学距離としている。以下、光学距離Ｌ1により生じる光の干渉を「第１の干渉」といい、光学距離Ｌ2により生じる光の干渉を「第２の干渉」という。
【００１１】
図２を参照して、本発明における第１の干渉及び第２の干渉を説明する。
【００１２】
図２に示す有機ＥＬ素子は、基板３７の上に反射層３４が形成されており、反射層３４の上に第１の電極３１が設けられている。第１の電極３１の上には、発光層を含む有機層３８が設けられている。本実施例において、有機層３８中の発光層はホスト材料にドーパント材料を含有させることにより形成されている。有機層３８における発光位置３３ａは、一般に発光層におけるホスト材料のキャリア輸送性により異なる。本発明においては、発光層のホスト材料が電子輸送性の場合、発光層と正孔輸送層の界面を発光位置３３ａとする。また、発光層のホスト材料が正孔輸送性の場合、電子輸送層と発光層の界面を発光位置３３ａとする。発光層が電子輸送性と正孔輸送性の両方の性質を有する、いわゆるバイポーラのときには、発光層の厚み方向の中心位置を発光位置３３ａとする。
【００１３】
有機層３８の上には第２の電極３２が設けられている。本実施例において、第２の電極３２は素子の最上層であり、第２の電極３２の上は空気層となっている。
【００１４】
Ｌ1は、発光位置３３ａから反射層３４までの光学距離であり、Ｌ2は、第２の電極３２の上方端部から反射層３４までの光学距離である。第２の電極３２の外側は空気層となっており、第２の電極３２と空気層の間に屈折率差があるため、第２の電極３２と空気層との界面で反射が起こる。従って、第２の電極３２の上方端部が素子端部の反射界面となる。
【００１５】
第１の干渉４０は、発光位置３３ａから第２の電極３２側に出射する光４１と、発光位置３３ａから第１の電極３１側に出射し、反射層３４で反射し第２の電極３２側に出射される光４２との干渉で生じる。
【００１６】
第２の干渉５０は、発光位置３３ａから出射した光５１が、第２の電極３２と空気層の間の界面３２ａでの光の反射と反射層３４での光の反射により、多重反射することによって生じる干渉である。
【００１７】
第１の干渉４０は、発光位置３３ａから反射層３４までの光学距離Ｌ1に依存する。また、第２の干渉５０は、素子端部の反射界面３２ａから反射層３４までの光学距離Ｌ2に依存する。
【００１８】
素子からの光の取り出し効率は、上記第１の干渉４０及び第２の干渉５０の両方の影響を受ける。
【００１９】
ここで、従来の問題である視野角による色相の変化について説明するため、視野角を考慮した場合の第１の干渉と第２の干渉について考察する。図３は視野角θを示す図である。図３に示すように視野角θが存在する場合、第１の干渉と第２の干渉の共振条件は以下の式（６）及び（７）で表される。
【００２０】
２Ｌ1ｃｏｓθ−λφ1／２π＝ｍλ  …（６）
２Ｌ2ｃｏｓθ−λ（φ1＋φ2）／２π＝ｍλ  …（７）
ｍ：０を含む自然数
Ｌ1：発光位置から反射層までの光学距離
Ｌ2：素子端部の反射界面から反射層までの光学距離
λ：共振波長
φ1：光が反射層で反射する際の位相変化
φ2：光が素子端部の反射界面で反射する際の位相変化
上記式（６）及び（７）から明らかなように、視野角θが増加すると、第１の干渉及び第２の干渉の共振波長は短波長側にシフトする。取り出し効率は第１の干渉及び第２の干渉の両方の効果が合わさったものであり、これも、視野角が大きくなると短波長側にシフトする。
【００２１】
図４は、視野角が大きくなるにつれて素子から取り出される光の波長が短波長側にシフトする状態を説明するための図である。図４に示すように、半値幅が小さいスペクトルＡにおいて、視野角が大きくなり短波長側にシフトすると、色相と輝度の変化が大きくなることがわかる。これに対し、半値幅が大きいスペクトルＢでは、視野角が大きくなり短波長側にシフトしても、色相及び輝度の変化が小さいことがわかる。本発明は、このように半値幅が大きくスペクトルのピークが平坦であるような取り出し効率のスペクトルにすることにより、視野角の変化による色相と輝度の変化を小さくするものである。本発明により、このように半値幅が大きくピークが平坦な取り出し効率とすることができることについて以下説明する。
【００２２】
本発明においては、Ｌ1を波長λの光が干渉により強めあう光学距離としている。従って、第１の干渉は波長λを共振する干渉となっている。一方、Ｌ2については、波長λの光が干渉により弱めあう光学距離としている。このため、第２の干渉は、波長λに対して非共振となっており、λの短波長側と長波長側にそれぞれ共振波長を持つ干渉となっている。実際の取り出し効率は、第１の干渉と第２の干渉の両方の効果を受けるため、これらを合わせると、取り出し効率は、半値幅の広い平坦なスペクトルとなる。従って、本発明によれば、図４に示すスペクトルＢのような半値幅の広い平坦な取り出し効率のスペクトルとなる。従って上述のように、視野角による色相及び輝度の変化を低減させることができる。
【００２３】
本発明において、光学距離Ｌ1及びＬ2は、以下の式（１）〜（５）を満足することが好ましい。
【００２４】
２Ｌ1−λ1φ1／２π＝ｍλ1  …（１）
２Ｌ2−λ2（φ1＋φ2）／２π＝（ｎ＋１／２）λ2  …（２）
λf−３０＜λ＜λf＋８０  …（３）
λ−１５＜λ1＜λ＋１５  …（４）
λ−１５＜λ2＜λ＋１５  …（５）
（λの単位ｎｍ）
ｍ及びｎ：自然数
Ｌ1：発光位置から反射層までの光学距離
Ｌ2：素子端部の反射界面から反射層までの光学距離
λf：発光層の蛍光ピーク波長
φ1：光が反射層で反射する際の位相変化
φ2：光が素子端部の反射界面で反射する際の位相変化
φ1は、第１の電極の屈折率をｎe、反射層の屈折率をｎm、反射層の消衰係数をｋmとしたとき以下の式で示される。
【００２５】
φ1＝ｔａｎ-1｛２ｎeｋm／（ｎe2−ｎm2−ｋm2）｝
ただし２ｎeｋm／（ｎe2−ｎm2−ｋm2）＞０のとき、０＜φ1＜π／２
２ｎeｋm／（ｎe2−ｎm2−ｋm2）＜０のとき、π／２＜φ1＜π
また、φ2は、第２の電極の屈折率が素子外部の層より大きいときは０であり、第２の電極の屈折率が素子外部の層よりも小さいときはπである。
【００２６】
上記式（３）において、λの下限値をλf−３０とし、上限値をλf＋８０として、上限値の方を広くとっているのは、視野角が大きくなったとき、取り出し効率のスペクトルが短波長側にシフトすることを考慮したものである。
【００２７】
一般に、第２の電極は透明性電極であるため、導電性金属酸化物や金属薄膜の薄い層から形成される。従って、第２の電極の外側が、空気層、樹脂層、ガラス層である場合、第２の電極とこの外部層との界面が反射界面となる。一方、第２の電極の外側に無機保護層などを設ける場合、第２の電極と無機保護層との屈折率の差が小さいため、第２の電極の外側が反射界面とならない場合がある。このような場合、無機保護層の外側が反射界面となる。
【００２８】
発光層による発光位置は、上述のように、本発明においては、発光層のホスト材料が電子輸送性である場合には、発光層と、発光層の第１の電極側に隣接する層（例えば正孔輸送層）との界面とし、発光層のホスト材料が正孔輸送性である場合には、発光層と、発光層の第２の電極側に隣接する層（例えば電子輸送層）との界面とする。
【００２９】
本発明において、発光層を含む有機層と、第２の電極の間に金属層が設けられる場合、金属層の厚みは５ｎｍ以下であることが好ましい。金属層の厚みを５ｎｍ以下にすることにより、この金属層による光の反射が、第１の干渉及び第２の干渉に与える影響を少なくすることができる。
【００３０】
本発明における発光層は、単色の発光層である。本発明において「単色」は、白色以外の色を意味しており、例えば、青色、緑色、赤色、オレンジ色などの色を挙げることができる。
【００３１】
本発明における発光層は、ホスト材料とドーパント材料から形成されていることが好ましい。発光層のホスト材料としては、アントラセン誘導体、アルミニウム錯体、ルブレン誘導体、アリールアミン誘導体などが挙げられる。
【００３２】
ドーパント材料としては、一重項発光材料を用いてもよいし、三重項発光材料を用いてもよい。高い発光効率を得るためには、燐光発光材料である三重項発光材料を用いることが好ましい。一重項発光材料としては、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、アントラセン誘導体、テトラセン誘導体、スチルベン誘導体などが挙げられる。また、三重項発光材料（燐光発光材料）としては、イリジウム錯体、白金錯体などが挙げられる。
【００３３】
本発明においては、発光層以外の有機層が設けられていてもよい。有機層としては正孔輸送層及び電子輸送層などのキャリア輸送層が挙げられる。正孔輸送層に用いる正孔輸送性材料としては、アリールアミン誘導体などが挙げられる。また、電子輸送層に用いる電子輸送性材料としては、ペリレン誘導体、アントラキノン誘導体、アントラセン誘導体、ルブレン誘導体などが挙げられる。
【００３４】
本発明において、第２の電極は、一般に透明性電極から形成される。このような透明性電極としては、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）や、錫酸化物などの透明導電性金属酸化物が挙げられる。
【００３５】
本発明において、第１の電極は、第２の電極と同様に、導電性金属酸化物などの透明性電極から形成されていてもよいし、金属薄膜などから形成されていてもよい。第１の電極が金属薄膜から形成される場合、本発明における反射層を兼ねていてもよい。
【００３６】
本発明において反射層は、光を反射することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般には金属薄膜から形成される。金属薄膜としては、Ａｇ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｒなどが挙げられる。反射層の膜厚は特に限定されるものではないが、一般に１００〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００３７】
本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置は、陽極と陰極に挟まれた素子構造を有する有機エレクトロルミネッセント素子と、表示画素毎に対応した表示信号を有機エレクトロルミネッセント素子に供給するための能動素子が設けられたアクティブマトリックス駆動基板と、該アクティブマトリックス駆動基板と対向して設けられる透明な封止基板とを備え、有機エレクトロルミネッセント素子をアクティブマトリックス駆動基板と封止基板の間に配置し、陰極及び陽極のうち封止基板側に設けられる電極を透明電極としたトップエミッション型の有機エレクトロルミネッセント表示装置であって、有機エレクトロルミネッセント素子が、上記本発明に従う有機エレクトロルミネッセント素子であることを特徴としている。
【００３８】
封止基板と有機エレクトロルミネッセント素子の間には、発光色と同系統の色相のカラーフィルターを配置してもよい。発光色と同系統の色相のカラーフィルターを配置することにより、視野角による色相の変化をさらに低減することができ、さらに視野角依存性の少ない発光表示素子とすることができる。
【００３９】
本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置は、トップエミッション型の表示装置であるので、有機エレクトロルミネッセント素子で発光した光は、アクティブマトリックスが設けられている側と反対側の封止基板から出射される。一般にアクティブマトリックス回路は多数の層を積層して形成するものであり、ボトムエミッション型の場合はこのようなアクティブマトリックス回路の存在により出射光が減衰するが、本発明の有機エレクトロルミネッセント表示装置はトップエミッション型であるため、このようなアクティブマトリックス回路による影響を受けることなく光を出射することができる。特に、本発明の有機エレクトロルミネッセント素子は複数の発光ユニットを有するものであるため、トップエミッション型の場合ボトムエミッション型に比べ発光した光が通過する膜数が少なくて済むので、光の干渉による出射光の減衰あるいは出射光の視野角の減衰を制御するための設計の自由度を高めることができる。
【発明の効果】
【００４０】
本発明に従えば、素子からの光の取り出し効率のスペクトルを、半値幅の広い平坦なスペクトルにすることができる。従って、視野角による色相の変化及び輝度の変化を低減することができ、視野角依存性の少ない発光表示を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
図１に示す素子構造を有する有機ＥＬ素子を作製した。図１に示すように、ガラス基板３７の上にＡｇからなる反射層３４（膜厚１００ｎｍ）を形成し、その上にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）からなる第１の電極３１（膜厚６５ｎｍ）を形成し、その上に正孔輸送層３５（膜厚１２０ｎｍ）を形成した。
【００４３】
正孔輸送層３５の上に、緑色発光層３３（膜厚４０ｎｍ）を形成し、その上に電子輸送層３６（膜厚１５ｎｍ）を形成した。電子輸送層３６の上に、第２の電極３２を形成した。第２の電極３２は、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）（膜厚１４０ｎｍ）から形成した。第２の電極３２と電子輸送層３６の間には、金属層として、Ｌｉ層（膜厚０．３ｎｍ）とＡｕ層（膜厚１．５ｎｍ）を形成した。従って、電子輸送層３６の上には、Ｌｉ層／Ａｕ層／ＩＺＯ層が形成されている。
【００４４】
緑色発光層は、ホスト材料としてＴＢＡＤＮを用い、ドーパント材料としてＣ５４５Ｔを２重量％含有させて形成した。
【００４５】
ＴＢＡＤＮは、２−ターシャリー−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセンであり、以下の構造を有している。
【００４６】
【化１】
2006244713.tif 000003
【００４７】
Ｃ５４５Ｔは、以下の構造を有している。
【００４８】
【化２】
2006244713.tif 000004
【００４９】
正孔輸送層５は、ＮＰＢから形成されている。ＮＰＢは、Ｎ，Ｎ′−ジ（ナフタセン−１−イル）−Ｎ，Ｎ′−ジフェニルベンジジンであり、以下の構造を有している。
【００５０】
【化３】
2006244713.tif 000005
【００５１】
電子輸送層６は、ＢＣＰから形成している。ＢＣＰは、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリンであり、以下の構造を有している。
【００５２】
【化４】
2006244713.tif 000006
【００５３】
（比較例１）
上記実施例１において、ＩＺＯの膜厚１４０ｎｍを、７０ｎｍとする以外は、上記実施例１と同様にして比較例１の有機ＥＬ素子を作製した。
【００５４】
〔共振波長λ1及びλ2の算出〕
実施例１及び比較例１の第１の干渉による共振波長λ1及び第２の干渉による共振波長λ2を式（１）及び（２）を用いて計算した。計算結果を表１に示す。なお、屈折率ｎ及び消衰係数ｋなどの光学定数は、波長依存性があるので、実施例１のλ1及びλ2については、表２に示す５２０ｎｍにおける光学定数を用い、比較例１のλ1については５４０ｎｍの光学定数を用い、比較例１のλ2については６４０ｎｍにおける光学定数をそれぞれ用いて計算した。なお、５２０ｎｍ、５４０ｎｍ、及び６４０ｎｍは、それぞれ別途計算したおよそのλ1及びλ2の値から想定したものである。より正確な計算は、コンピューターによるシミュレーションで行うことができる。
【００５５】
発光層の蛍光ピーク波長λfは５００ｎｍである。
【００５６】
【表１】
2006244713.tif 000007
【００５７】
【表２】
2006244713.tif 000008
【００５８】
比較例１は、発光層の蛍光ピーク波長λfが５００ｎｍであり、λ1が５２８ｎｍであり、λ2が６２１ｎｍである。λ2は、上記式（３）及び（５）から明らかなように、本発明の範囲から外れており、比較例１の有機ＥＬ素子は、本発明の範囲外のものであることが明らかである。
【００５９】
図５は、比較例１の取り出し効率のシミュレーション結果を示す図である。図５から明らかなように、第１の干渉及び第２の干渉ともに緑色領域に大きな取り出し効率を示し、この結果トータルの取り出し効率も緑色の５２０ｎｍ付近に極大を有する半値幅の小さい取り出し効率のスペクトルとなっている。上述のように、視野角が大きくなると、この取り出し効率のスペクトルは短波長側にシフトする。この素子の０°、３０°、及び６０°の視野角における発光スペクトルを図６に示す。比較例１においては、取り出し効率スペクトルの半値幅が小さいため、図６に示すように、視野角が大きくなると発光色が大きく変化する。
【００６０】
実際の取り出し効率は、図６のスペクトルを、素子内部の発光スペクトルで割ったものであるが、この結果を図９に示す。なお、内部発光のスペクトルとしては、反射層のＡｇがなくその他の構造が同じ有機ＥＬ素子から得られたスペクトルを用いた。反射層がない場合は、干渉の効果が小さくほぼ内部発光と等しいと考えることができる。
【００６１】
図６に示すように、比較例における実際の取り出し効率は、シミュレーションとほぼ等しく半値幅の小さいものとなっていることがわかる。
【００６２】
実施例１は、発光層の蛍光ピーク波長λfが５００ｎｍ、λ1が５３１ｎｍ、λ2が５１４ｎｍであり、本発明の範囲内のものである。図７は、この実施例の取り出し効率のシミュレーション結果を示す図である。図７から明らかなように、第１の干渉においては、緑色領域の取り出し効率が大きくなっており、第２の干渉において青色と赤色の取り出し効率が大きくなっている。この素子のトータルの取り出し効率は、これら２つの干渉の影響を受け、図７に示すように幅広い波長域にわたり高い取り出し効率が得られる。
【００６３】
図８は、この素子における視野角０°、３０°、及び６０°における発光スペクトルを示す図である。図８から明らかなように、視野角による発光色の変化がほとんど生じていないことがわかる。実際の取り出し効率は、図８に示す視野角０°におけるスペクトルを内部発光で割ることにより得られるものである。
【００６４】
図９に実施例の実際の取り出し効率を示す。図９から明らかなように、実施例の素子においては、幅広い波長域において、取り出し効率がほぼ一定していることがわかる。表３に実施例１と比較例１の有機ＥＬ素子の視野角０°、３０°、及び６０°における色度及び輝度変化（視野角０°のときの輝度を１００％としたときの輝度変化）を示す。
【００６５】
【表３】
2006244713.tif 000009
【００６６】
表３に示す結果から明らかなように、実施例１の有機ＥＬ素子においては視野角による色度及び輝度の変化が比較例１のものに比べ低減されていることがわかる。
【００６７】
図１０は、本発明に従う実施例の有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。この有機ＥＬ表示装置においては、能動素子としてＴＦＴを用いて各画素における発光を駆動している。なお、能動素子としてダイオードなども用いることができる。また、この有機ＥＬ素子においては、カラーフィルターが設けられている。この有機ＥＬ表示装置は、矢印で示しているように基板１の下方に光を出射して表示するボトムエミッション型の表示装置である。
【００６８】
図１０を参照して、ガラスなどの透明基板からなる基板１の上には、第１の絶縁層２が設けられている。第１の絶縁層２は、例えばＳｉＯ2及びＳｉＮXなどから形成されている。第１の絶縁層２の上には、ポリシリコン層からなるチャネル領域２０が形成されている。チャネル領域２０の上には、ドレイン電極２１及びソース電極２３が形成されており、またドレイン電極２１とソース電極２３の間には、第２の絶縁層３を介してゲート電極２２が設けられている。ゲート電極２２の上には、第４の絶縁層４が設けられている。第２の絶縁層３は、例えばＳｉＮX及びＳｉＯ2から形成されており、第３の絶縁層４は、ＳｉＯ2及びＳｉＮXから形成されている。
【００６９】
第３の絶縁層４の上には、第４の絶縁層５が形成されている。第４の絶縁層５は、例えば、ＳｉＮXから形成されている。第４の絶縁層５の上の画素領域の部分には、カラーフ
ィルター層７が設けられている。カラーフィルター層７の上には、第１の平坦化膜６が設けられている。ドレイン電極２１の上方の第１の平坦化膜６にはスルーホール部が形成され、第１の平坦化膜６の上に形成されているＩＴＯ（インジウムースズ酸化物）からなるホール注入電極８がスルーホール部内に導入されている。画素領域におけるホール注入電極（陽極）８の上には、ホール注入層１０が形成されている。画素領域以外の部分においては、第２の平坦化膜９が形成されている。
【００７０】
ホール注入層１０の上には、本発明に従う単色発光の発光素子層１１が設けられている。発光素子層１１の上には、電子輸送層１２が設けられ、電子輸送層１２の上には、電子注入電極（陰極）１３が設けられている。
【００７１】
以上のように、本実施例の有機ＥＬ素子においては、画素領域の上に、ホール注入電極（陽極）８と、ホール注入層１０と、本発明に従う構造を有する発光素子層１１と、電子輸送層１２と、電子注入電極（陰極）１３とが積層されて有機ＥＬ素子が構成されている。
【００７２】
発光素子層１１からは所定の色の発光がなされる。この発光は、基板１を通り外部に出射する。発光側には、カラーフィルター層７が設けられている。カラーフィルター層７としては、発光素子層１１からの発光色と同系統の色相のカラーフィルター層７を設けることにより、カラーフィルター層７により発光色を補整することができ、カラーフィルター層７による着色は視野角依存性がないので、視野角による色相の変化をカラーフィルター層７を設けることにより、さらに低減することができる。
【００７３】
図１１は本発明に従う実施例の有機ＥＬ表示装置を示す断面図である。本実施例の有機ＥＬ表示装置は、矢印で図示しているように基板１の上方に光を出射して表示するトップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。
【００７４】
基板１から陽極８までの部分は、図１０に示す実施例とほぼ同様にして作製されている。但し、カラーフィルター層７は、第４の絶縁層５の上に設けられておらず、有機ＥＬ素子の上方に配置されている。具体的には、ガラスなどからなる透明な封止基板１０の上にカラーフィルター層７を取り付け、この上にオーバーコート層１５をコーティングし、これを透明接着剤層１４を介して陽極８の上に貼り付けることにより取り付けられている。また、本実施例では、陽極と陰極の位置を図１０に示す実施例とは逆にしている。
【００７５】
陽極８として、透明な電極が形成されており、例えば、膜厚１００ｎｍ程度のＩＴＯと膜厚２０ｎｍ程度の銀とを積層することにより形成されている。陰極１３としては、反射電極が形成されており、例えば、膜厚１００ｎｍ程度のアルミニウム、クロム、または銀の薄膜が形成されている。オーバーコート層１５は、アクリル樹脂などにより厚み１μｍ程度に形成されている。カラーフィルター層７は、顔料タイプのものであってもよいし染料タイプのものであってもよい。その厚みは１μｍ程度である。
【００７６】
発光素子層１１から発光された所定の色の光は、封止基板１６を通り外部に出射される。出射側には、カラーフィルター層７が設けられており、上述のように、視野角による色相の変化をさらに低減することかできる。本実施例の有機ＥＬ表示装置はトップエミッション型であるので、薄膜トランジスタが設けられている領域も画素領域として用いることができ、図１０に示す実施例よりも広い範囲にカラーフィルター層７が設けられている。発光素子層１１は本発明に従う有機ＥＬ素子から形成されており、発光効率の高い発光素子層であるが、本実施例によればより広い領域を画素領域として用いることができるので、発光効率の高い発光素子層の利点を十分に活用することができる。また、複数の発光ユニットを有する発光素子層の形成も、アクティブマトリックスによる影響を考慮せずに行うことができるので、設計の自由度を高めることができる。
【００７７】
上記実施例では、封止基板としてガラス板を用いているが、本発明において封止基板はガラス板に限定されるものではなく、例えば、ＳｉＯ2などの酸化膜やＳｉＮxなどの窒化膜などの膜状のものも封止基板として用いることができる。この場合、素子上に膜状の封止基板を直接形成できるので、透明接着剤層を設ける必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明に従う一実施例の有機ＥＬ素子を示す模式的断面図。
【図２】本発明における第１の干渉及び第２の干渉を説明するための模式的断面図。
【図３】視野角θを示す模式図。
【図４】視野角による取り出し効率のスペクトルの変化を示す図。
【図５】比較例１の有機ＥＬ素子の取り出し効率のシミュレーション結果を示す図。
【図６】比較例１の有機ＥＬ素子の視野角による発光スペクトルの変化を示す図。
【図７】実施例１の有機ＥＬ素子の取り出し効率のシミュレーション結果を示す図。
【図８】実施例１の有機ＥＬ素子の視野角による発光スペクトルの変化を示す図。
【図９】実施例１及び比較例１の実際の取り出し効率を示す図。
【図１０】本発明に従う実施例の有機ＥＬ素子を用いたボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置を示す断面図。
【図１１】本発明に従う実施例の有機ＥＬ表示装置を示す断面図。
【符号の説明】
【００７９】
１…基板
２…第１の絶縁層
３…第２の絶縁層
４…第３の絶縁層
５…第４の絶縁層
６…第１の平坦化膜
７…カラーフィルター層
８…ホール注入電極
９…第２の平坦化膜
１０…ホール注入層
１１…発光素子層
１２…電子輸送層
１３…電子注入電極
１４…透明接着剤層
１５…オーバーコート層
１６…封止基板
２０…チャネル領域
２１…ドレイン電極
２２…ゲート電極
２３…ソース電極
３１…第１の電極
３２…第２の電極
３３…発光層
３３ａ…発光位置
３４…反射層
３５…正孔輸送層
３６…電子輸送層
３８…有機層
４０…第１の干渉
５０…第２の干渉
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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